食品股份有限公司锅炉脱硫除尘改造

食品股份有限公司34t/h锅炉脱硫除尘改造技术方案环保有限公司二六年十月目 录1、工程概况22、设计依据及设计原则32.1设计依据32.2 设计原则33、设计参数及要求43.1设计参数43.2设计要求44、脱硫工艺54.1脱硫工艺的比较与选择54.2吸收设备的比较与选择54.3旋流塔除尘机理64.4脱硫原理75、工艺流程及系统配置85.1工艺流程85.2除尘脱硫系统95.3除尘脱硫液循环系统96、工程概算101、工程概况郑州思念食品股份有限公司现有3台4t/h链条锅炉，采用煤为燃料，并配有除尘效率不高并不具备脱硫功能的多管旋风除尘器。由于环保要求的提高，为保证锅炉烟气中粉尘、SO2浓度能达标排放，郑州思念食品股份有限公司拟对此3台锅炉烟气除尘系统进行改造，使烟尘和SO2达标排放。为此，本公司对该锅炉烟气除尘系统的的改造提出了以下技术方案。杭州天蓝环保设备有限公司与浙江天蓝脱硫除尘有限公司是专业从事环境保护的孪生兄弟公司，是国家级环保产业基地和浙江大学环境工程研究所产业化基地。现有注册资金500万人民币。在技术方面，公司拥有以国家“九五”和“十五”863计划课题成果为基础的，结合工程实践中的应用创新的“旋流塔湿法烟气脱硫除尘技术”，该技术在国内处于领先地位。在组成结构方面，天蓝公司现在拥有自己的研发、制造和产业转化三大中心，充分保证了公司技术的先进性和设备的可靠性，这在国内的环保企业中是独一无二的。在人员结构方面，公司现有员工100多人，其中工程技术人员28名，博士3人，硕士8人，高工15名。在资信方面通过了国家重点实用技术认证、国家重点新产品认证和ISO9001-2000质量体系认证，同时拥有AAA银行资信和大气治理乙级设计资质。作为国家重点环保骨干企业与国家优秀专利企业，杭州天蓝与浙江天蓝一直致力于环境与资源的可持续发展，专业从事除尘与脱硫，为电力、化工、冶金、建材、轻工等行业的烟尘治理与脱硫工程，提供总承包、设计、设备制造、安装、调试和运营管理等全方位服务。浙江天蓝主要承接电力、冶金及其它行业重大项目，如130t/h以上锅炉机组脱硫与除尘工程；杭州天蓝公司主要承接中小型项目并承担公司核心设备的制造与先进技术的研发。在本项目上，天蓝公司在对业主提供的基础数据详细研究和分析以及现场勘测的基础之上，提出了适合业主的，以天蓝公司专有技术钠碱法烟气脱硫除尘技术为核心的锅炉烟气脱硫治理方案，该方案具有“双高双低”的特点，具体如下：（1）脱硫效率高。该采用了钠碱法旋流塔脱硫除尘技术，该技术是“九五”攻关成果、国家“863”科研项目。众多工程实例表明，该技术脱硫效率可达90以上，除尘效率达99以上；（2）系统运行可靠性高。根据目前已在运营的项目结果来看，运行的效果很好，可靠性高；（3）投资费用低。该技术与传统的石灰石石膏脱硫技术相比，投资较省，同时该技术取消了烟气再热器，又大大地降低了项目的投资；（4）运行费用低。2、设计依据及设计原则2.1设计依据2.1.1郑州思念食品股份有限公司提供的相关资料；2.1.2有关技术标准与法规 火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003） 锅炉大气污染物排放标准（GWPB3-1999） 钢结构设计规范（GBJ17-88） 火力发电厂除灰设计规范（SDGJ11-90） 火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定 （SDGJ5072-1997） 火力发电厂热力自动化设计技术规定（NDGT16-89） 焊接通用技术条件（JB-IQ4000.3） 工业企业设计卫生标准（GB17055-1997） 混凝土结构设计规范和1993年局部修订（GBJ10-89） 建筑地基基础设计规范（GBJ7-89） 低压配电装置规范（GBJ54-83） 工业及民用通用设备电力装置设计规范（GBJ55-83） 工业企业厂界噪声标准（GB12348-90） 工业企业设计卫生标准（GB17055-1997）2.2 设计原则（1） 烟气脱硫系统布置满足系统整体布置要求；（2） 确保脱硫系统工作时不影响锅炉的正常运行，； （3） 脱硫除尘装置使用寿命长、操作维护简单，布置紧凑、占地面积小；（4） 在满足系统各项指标的前提下，尽可能降低工程投资和运行成本。3、设计参数及要求3.1设计参数锅炉主要技术参数参数名称参数值备注锅炉蒸发量4t/h锅炉台数3台锅炉耗煤量500600 kg /h台燃煤含硫量0.8%SO2初始浓度1200mg/Nm3按燃煤换算烟气黑度（林格曼级）1级烟气量7300m3/h台烟气温度160原有除尘器多管旋风除尘器风机全压3503Pa风机风量11747m3/h电机功率22kw3.2设计要求烟尘和SO2排放达到GWPB3-1999锅炉大气污染物排放标准中的时段二类区标准的规定。名称环保要求值设计保证值烟尘浓度200mg/Nm3150mg/Nm3二氧化硫浓度900mg/Nm3400mg/Nm3烟气黑度（林格曼级）1级1级4、脱硫工艺4.1脱硫工艺的比较与选择目前世界上烟气脱硫技术（FGD）有上百种，具有实用价值的工艺仅十几种，分别适应不同的场合和要求。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态分为湿法、干法和半干法，其中湿法脱硫技术应用广泛，占全世界FGD装置总量的85以上。由于郑州思念食品股份公司的锅炉小，若用双碱法或石灰法脱硫，一次性投资大，操作维护人员多，运行综合费用高，故此从工程投资、系统运行可靠性、安全性和运行费用等方面综合考虑，我们公司建议该工程采用钠碱法脱硫工艺，这样避免石灰法难运行、易堵塞，电耗高等缺点，双碱法难控制、易结圬、脱硫不稳定、运行费用更高等缺点，他们整套系统的一次性投资均是钠碱法系统的510倍，维修量是钠碱法的10倍以上。4.2吸收设备的比较与选择采用湿法脱硫技术，吸收设备的性能优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等指标。脱硫吸收设备的选择原则主要是看其气液接触条件、液气比以及设备阻力等。以下是几种吸收设备的比较：吸收设备类型持液量逆流接触防堵性能操作弹性设备阻力除尘性能文丘里低否较好差高好喷淋塔低是中较好低差填料塔高是差较好中中湍球塔中是好中中较好筛板塔中是中中中较好旋流塔高是好好低好综合上述吸收设备的比较，并结合郑州思念食品现有除尘设施，我们决定拆除原有多管旋风除尘器进行改造，改造成旋流塔，作为脱硫除尘系统的主要吸收设备。旋流塔具有持液量高，防堵性能好、操作弹性大等优点。吸收塔采用我公司的主导技术旋流塔。旋流塔由浙江大学环境工程研究所发明，在化工、轻工、冶金等行业得到广泛应用和大量好评。80年代中后期，浙江大学环境工程研究所开始将旋流塔应用于大气污染防治，特别是脱硫除尘方面的应用，于1994年取得国家专利“湿法烟气脱硫除尘装置”(专利号：ZL.2)，并在工业上大量成功应用。90年代后期，特别是国家“九五”攻关时期，天蓝公司作为浙江大学环境工程研究所的科研成果转化基地和产业化基地，着重解决旋流装置腐蚀、结垢、堵塞、风机积灰带水、管路堵塞结垢等湿法脱硫除尘技术常见问题，并取得重大突破。天蓝公司作为国家环境保护产业的重点骨干企业和国家“十五”863课题的领衔实施企业，拥有自主知识产权的“钠法旋流塔脱硫除尘技术”。该技术具有“双高双低”的突出优势，即脱硫除尘效率高，系统运行可靠性高，投资费用低，运行费用低。该技术在220t/h、130 t/h、75t/h、35t/h 等各种规模锅炉烟气脱硫除尘的工业应用上获得成功，截至2004年底，天蓝公司与浙江大学环境工程研究所已经成功实施几十套示范工程。4.3旋流塔除尘机理锅炉烟气以1522m/s的流速切线进入旋流塔筒体，旋转上升。当烟气通过旋流塔装置时将其吸收液吹成很小的雾滴，于是产生固体尘粒和液滴间相互碰撞和拦截，粒子的粒径不断增大，同时高温烟气向液体传热，尘粒被降温，使水气冷凝在粒子表面，粒子质量的增大，更易于靠惯性碰撞相互凝并。含湿烟气在旋流装置的导向作用下，旋转运动，产生强大的离心力，使粒子从烟气中脱离出来被甩向塔壁；又在重力作用下流向塔底，最后含尘液体流出塔底，排入循环池沉淀后进入下一个循环周期。烟气中那些细小微粒在通过一级旋流装置后不可能全部被捕集，还有一定数量的尘粒逸出，当其通过多层旋流装置后，在惯性碰撞、拦截、凝并、离心分离等机制的作用下被捕集、分离，从而达到最佳除尘效果。下图是旋流除尘原理简图。4.4脱硫原理钠碱法采用废碱液（主要成分NaOH）或烧碱作为脱硫吸收剂，脱硫产物为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸钠。由于该循环液与冲渣水一同使用，煤渣中的部分Ca2+与Mg2+盐会析出，从而在沉淀池中产生部分的亚硫酸钙与硫酸钙沉淀。该部分沉淀量较小，可与煤渣一起从循环池中取出。其基本化学原理如下：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O(1)Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3(2)2SOO22SO42- (3)（1）、（2）为主吸收反应方程式，（3）式副反应， SO氧化为SO42-。钠碱法是利用吸收液中的NaOH吸收SO2。较之石灰石法等其它脱硫工艺，它有以下优点：(1) 钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，脱硫效率高，可降低液气比（只有国外引进的湿式石灰/石灰石法的1/10到1/20），NaOH稀释液循环利用，所需的缓冲池容积很小，从而既可减少水池的投资，又可降低运行费用；(2) 塔内和循环管道内的液相为钠基清液，吸收剂、吸收产物的溶解度大，不会造成塔内和管道内的结垢；(3) 利用钠碱液作为脱硫吸收液，运行成本高，但不产生脱硫渣；(4) 操作简便，系统可长期运行稳定。5、工艺流程及系统配置5.1工艺流程工艺流程图： 锅炉烟气进入除尘脱硫系统预喷淋与旋流塔，在塔内烟气螺旋上升，与塔内的脱硫液接触，并将其雾化，大大增大塔内的气液接触面积。在塔内脱硫液将烟气中的SO2、粉尘吸收，然后凝并成较大液滴，被甩在脱硫除尘系统的塔内壁形成水膜，流到塔底后经其水封流到循环水池，经加钠碱后循环使用；剩下较小的水滴，在除雾板作用下与烟气分离。烟气经脱硫液除尘、洗涤吸收SO2并除雾后，进入引风机由烟囱排放。脱硫液采用碱性废液或钠碱，有脱硫循环泵连续打到旋流塔各设置装置处。经脱硫除尘后的废液经明渠流回循环水池。废液在水池内沉淀除灰后在清水池添加碱性废液后循环使用。根据工艺设计，脱硫效率达到85，SO2排放浓度400mg/Nm3的排放要求，3台锅炉烟气脱硫的循环水量为21T/h，其PH值在11，均可过达到并优于环保要求。本方案采用的烟气脱硫除尘装置按工艺可分为烟气脱硫除尘系统、脱硫液循环系统两大部分。5.2除尘脱硫系统烟气脱硫除尘系统包含预喷淋、旋流塔、引风机及烟道等。折除原有多管旋风除尘器，增设预喷淋+旋流塔，在塔内增特殊设计的旋流装置。单台旋流塔规格参数如下：n 型号：HZHTL-4-Gn 塔内径：1.200n 塔高：4.80mn 循环水量：7m3/hn 阻力：1000Pa引风机与烟道利用原有设备。5.3除尘脱硫液循环系统脱硫液循环系统包含除尘脱硫循环水泵、循环水池、除渣装置、废碱液或烧碱罐、循环水管路与回水明渠等。为了降低改造工程投资，建议业主自建或自购脱硫循环水泵、循环水池、除渣装置、废碱液或烧碱罐、循环水管路与回水明渠。（1）除尘循环水泵（三台除尘脱硫系统合用一台水泵）采用防酸碱耐麻泵：流量：25m3/h扬程：21m建议一备一用。（2）循环水管路材质：钢衬塑复合管或工程塑料管管径： DN32脱硫液循环系统所有配套设施根据现场现有情况可做调整，充分利用现有可用设备。（3）除渣装置（可根据用户要求）a、若用人工除渣（投资低），可设二个沉淀池，能换除尘渣或是一个稍大一点的，有一定的储渣量的，待停炉时再人工挖渣，堆放在水池旁的空地，自然干化，滤出的水回循环水池。b、若用机械除渣（投资高），可在水池上采用龙门抓斗吊，把渣抓出放在水池旁；或用移动式潜污泵